一種攝氏零下80度以內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型用于藥物化學(xué)合成的生產(chǎn)，是一種用于控制在深冷條件下合成反應(yīng)的 生產(chǎn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著醫(yī)藥技術(shù)的發(fā)展，低溫反應(yīng)的工藝運(yùn)用越來越多。用于超低溫反應(yīng)控制的深 冷裝置目前還不夠完善。目前攝氏零下80度左右反應(yīng)條件控制的裝置通常是采用低溫液 化氣體直接冷卻的方式，尚未見用交換式低溫液化氣體-冷媒置換方式冷卻的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型采用一種裝置，用于零下80攝氏度W內(nèi)反應(yīng)條件的控制。要達(dá)到零 下80度反應(yīng)條件，普通冷凍裝置已經(jīng)無法滿足要求。通常采用低溫液化氣體打入無水己醇 作為冷媒的低溫儲(chǔ)罐，把冷媒降溫后再循環(huán)制冷或直接把低溫液化氣體打入反應(yīng)罐夾套降 溫。該二種方法都有缺點(diǎn)，效果不是很好。用無水己醇作為冷媒的方法，因?yàn)榧捍茧S著水分 含量的增加，冰點(diǎn)升高很快，當(dāng)己醇中水分達(dá)到3% W上就會(huì)在使用溫度下結(jié)冰，操作就不 能繼續(xù)。而低溫液化氣體打入過程會(huì)帶入水分，同時(shí)無水己醇有很強(qiáng)的吸潮性，水分超過3% 的己醇就不能再用，因此己醇的使用時(shí)間很短，該樣不但系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性受到影響，還大 量浪費(fèi)冷媒。如果把低溫液化氣體直接打入反應(yīng)罐夾套，低溫液化氣體的蒸發(fā)溫度是攝氏 零下196度，因?yàn)?00多度的溫差使得反應(yīng)溫度難W控制，且蒸發(fā)的低溫氣體會(huì)造成出氣 口的水汽凝結(jié)賭賽，而低溫液化氣體蒸發(fā)需要大量排氣，一旦蒸發(fā)的氣體不能順暢排出就 有爆炸的危險(xiǎn)。本實(shí)用新型通過列管式蒸發(fā)器進(jìn)行低溫液化氣體和冷媒的熱交換，再用螺 旋板式換熱器回收蒸發(fā)的低溫氣體的冷能。低溫液化氣體不與冷媒直接接觸，避免了水分 的帶入，同時(shí)可W方便的控制低溫液化氣體的流量，使冷媒的溫度控制在最適合的范圍，進(jìn) 而可W精確控制反應(yīng)溫度；同時(shí)也大大降低了排氣不暢的風(fēng)險(xiǎn)。本實(shí)用新型適用于規(guī)模較 少、使用不太頻繁或者產(chǎn)品價(jià)值較高的產(chǎn)品生產(chǎn)，因?yàn)榈蜏匾夯瘹怏w成本比較高，對(duì)產(chǎn)品的 生產(chǎn)成本有一定影響。本裝置的設(shè)備投入少。
[0004] 本實(shí)用新型適用于零下80攝氏度W內(nèi)的反應(yīng)條件控制?？販胤秶鷱牧阆?0至零 下80攝氏度，若采用合適的冷媒能夠向下拓展至攝氏零下100度W下。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型公開了如下的技術(shù)內(nèi)容：
[0006] 一種攝氏零下80度W內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，包括列管式蒸發(fā)器2、 螺旋板式換熱器4、冷媒儲(chǔ)罐7、冷媒循環(huán)粟8、反應(yīng)罐11、溫度計(jì)3 ;低溫液化氣體在列管式 蒸發(fā)器2中蒸發(fā)，通過熱交換給冷媒降溫并用于反應(yīng)體系的溫度控制，其特征在于：
[0007] a、通過換熱器進(jìn)行低溫液化氣體和冷媒的熱交換，低溫液化氣體與冷媒不直接接 觸；
[0008] b、低溫液化氣體經(jīng)低溫液化氣體進(jìn)口 9進(jìn)入列管式蒸發(fā)器2的殼程，蒸發(fā)成低溫 氣體，從位于列管式蒸發(fā)器2上部的排氣口 6排出；
[0009] c、蒸發(fā)器2出來的低溫氣體進(jìn)入螺旋板式換熱器4與冷媒熱交換；
[0010] t儲(chǔ)罐中的冷媒由循環(huán)粟7送出后進(jìn)入列管式蒸發(fā)器2管程，進(jìn)行熱交換后直接 進(jìn)反應(yīng)罐10夾套；
[0011] e、冷媒管道與反應(yīng)體系的蒸汽、循環(huán)水、壓縮空氣管道通過分配器連接。
[0012] 本實(shí)用新型所述攝氏零下80度W內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于低溫液化氣體和冷媒在蒸發(fā)器2進(jìn)行熱交換，通過控制低溫液化氣體的蒸發(fā)量控制冷媒 溫度。
[0013] 本實(shí)用新型所述攝氏零下80度W內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于蒸發(fā)器2采用列管式結(jié)構(gòu)。
[0014] 本實(shí)用新型所述攝氏零下80度W內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于冷媒由循環(huán)粟送入蒸發(fā)器2吸收冷能后，直接進(jìn)入反應(yīng)體系控溫環(huán)節(jié)。
[0015] 本實(shí)用新型所述攝氏零下80度W內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于低溫液化氣體從蒸發(fā)器2殼程的底部進(jìn)入，從殼程上部氣體出口 6排出；冷媒從管程底部 進(jìn)入，從管程上部排出。
[0016] 本實(shí)用新型所述攝氏零下80度W內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于蒸發(fā)器2安裝高度高于儲(chǔ)罐冷媒的液面。
[0017] 本實(shí)用新型所述攝氏零下80度W內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于溫度計(jì)3直接安裝在蒸發(fā)器2的冷媒出口管道上。
[0018] 本實(shí)用新型所述攝氏零下80度W內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于螺旋板式換熱器（4)的低溫氣體從底部進(jìn)入，側(cè)面排出；冷媒從側(cè)面進(jìn)入上部排出。
[0019] 本實(shí)用新型主要完成了 W下工作：
[0020] 本實(shí)用新型優(yōu)化了冷媒流程，是整個(gè)過程的冷能損失少，性能高，而且運(yùn)行穩(wěn)定、 操作方便；低溫粟的流程位置設(shè)置減少低溫冷媒的冷能消耗，且使粟本身工作在一個(gè)比較 好的條件下，有利于延長粟的使用周期。
[0021] 一.本實(shí)用新型篩選了低溫液化氣體蒸發(fā)器和氣體換熱器的結(jié)構(gòu)形式。采用列 管式換熱器作為低溫液化氣體的蒸發(fā)器，保證了蒸發(fā)效果和換熱性能、排氣通暢，可W最大 限度的減少帶液，而且結(jié)構(gòu)簡單制作方便；螺旋板式換熱器換熱效果好、結(jié)構(gòu)緊湊占用空間 小。該兩種設(shè)備成本低廉，不鎊鋼制作日常維護(hù)方便。
[0022] 二.本實(shí)用新型由冷媒循環(huán)粟8把儲(chǔ)存在冷媒儲(chǔ)罐7中的冷媒打入列管式蒸發(fā) 器2與由低溫液化氣體鋼瓶利用自身壓力送入列管式蒸發(fā)器的低溫液化氣體進(jìn)行熱交換 后，流過安裝在管路上的溫度計(jì)3,進(jìn)入反應(yīng)罐11的夾套，使用后的冷媒由自身壓力從反應(yīng) 罐夾套排出后進(jìn)入螺旋板式換熱器4,吸收低溫氣體的冷能后，流回冷媒儲(chǔ)罐重復(fù)下一個(gè)循 環(huán)。
[0023] H .本實(shí)用新型可W通過調(diào)節(jié)低溫液化氣體流量控制冷媒溫度，使其與反應(yīng)體系 有一個(gè)合適的溫度差，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)溫度的高精度控制。
[0024] 四.本實(shí)用新型通過分配器整合了其它溫度控制系統(tǒng)，使反應(yīng)體系的加熱或降溫 操作不受限制，大大拓寬了裝置的使用范圍。
[00巧]五.本實(shí)用新型的關(guān)鍵點(diǎn)
[0026] 本實(shí)用新型的列管式蒸發(fā)器2,蒸發(fā)器蒸發(fā)效果和蒸發(fā)氣體的排出是根本指標(biāo)。列 管式的結(jié)構(gòu)蒸發(fā)效果好、排氣通暢不帶液、結(jié)構(gòu)簡單制作方便、成本低廉，占用空間小，維護(hù) 方便。
[0027] 本實(shí)用新型的冷媒循環(huán)粟設(shè)置在冷媒儲(chǔ)罐和蒸發(fā)器之間，對(duì)于運(yùn)行的穩(wěn)定性和系 統(tǒng)的冷能損失都很重要。在零下數(shù)十度的低溫條件下，溫度越低循環(huán)粟的穩(wěn)定性就越差。本 實(shí)用新型設(shè)置的循環(huán)粟運(yùn)行在溫度相對(duì)較高的狀況下，保障了裝置的穩(wěn)定性，且一個(gè)循環(huán) 粟運(yùn)行可W提供整個(gè)冷媒的循環(huán)過程。
[0028] 本實(shí)用新型在冷媒出蒸發(fā)器的管路上設(shè)置溫度計(jì)，方便裝置運(yùn)行和反應(yīng)體系的控 制。
[0029] 四.本實(shí)用新型常用主要參數(shù)：
[0030]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種攝氏零下80度以內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，包括列管式蒸發(fā)器（2)、 螺旋板式換熱器（4)、冷媒儲(chǔ)罐（7)、冷媒循環(huán)泵（8)、反應(yīng)罐（11)、溫度計(jì)（3);低溫液化氣 體在列管式蒸發(fā)器（2)中蒸發(fā)，通過熱交換給冷媒降溫并用于反應(yīng)體系的溫度控制，其特 征在于： a、 通過換熱器進(jìn)行低溫液化氣體和冷媒的熱交換，低溫液化氣體與冷媒不直接接觸； b、 低溫液化氣體經(jīng)低溫液化氣體進(jìn)口（9)進(jìn)入列管式蒸發(fā)器（2)的殼程，蒸發(fā)成低溫 氣體，從位于列管式蒸發(fā)器（2)上部的排氣口（6)排出； c、 蒸發(fā)器（2)出來的低溫氣體進(jìn)入螺旋板式換熱器（4)與冷媒熱交換； d、 儲(chǔ)罐中的冷媒由循環(huán)泵（7)送出后進(jìn)入列管式蒸發(fā)器（2)管程，進(jìn)行熱交換后直接 進(jìn)反應(yīng)罐（10)夾套； e、 冷媒管道與反應(yīng)體系的蒸汽、循環(huán)水、壓縮空氣管道通過分配器連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述攝氏零下80度以內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于低溫液化氣體和冷媒在蒸發(fā)器（2)進(jìn)行熱交換，通過控制低溫液化氣體的蒸發(fā)量控制冷 媒溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述攝氏零下80度以內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于蒸發(fā)器（2)采用列管式結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述攝氏零下80度以內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于冷媒由循環(huán)泵送入蒸發(fā)器（2)吸收冷能后，直接進(jìn)入反應(yīng)體系控溫環(huán)節(jié)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述攝氏零下80度以內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于低溫液化氣體從蒸發(fā)器（2)殼程的底部進(jìn)入，從殼程上部氣體出口（6)排出；冷媒從管程 底部進(jìn)入，從管程上部排出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述攝氏零下80度以內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于蒸發(fā)器（2)安裝高度高于儲(chǔ)罐冷媒的液面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述攝氏零下80度以內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于溫度計(jì)（3 )直接安裝在蒸發(fā)器（2 )的冷媒出口管道上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述攝氏零下80度以內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置，其特征在 于螺旋板式換熱器（4)的低溫氣體從底部進(jìn)入，側(cè)面排出；冷媒從側(cè)面進(jìn)入上部排出。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種攝氏零下80度以內(nèi)反應(yīng)條件控制的交換式冷凍裝置。該裝置的低溫液化氣體蒸發(fā)通過冷媒置換來控制反應(yīng)體系的溫度。該裝置由列管式蒸發(fā)器、螺旋板式換熱器、冷媒儲(chǔ)罐、冷媒循環(huán)泵、反應(yīng)罐、溫度計(jì)等主要部件構(gòu)成。通過冷媒的熱能置換，反應(yīng)體系的溫度可以得到平穩(wěn)控制。該裝置設(shè)備投入少、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便；運(yùn)行穩(wěn)定、安全，但低溫液化氣體成本較高，適合高價(jià)值、低產(chǎn)量的產(chǎn)品生產(chǎn)。
【IPC分類】G05D23-00, F25D3-10
【公開號(hào)】CN204331495
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420770422
【發(fā)明人】應(yīng)子祥, 莫嵐
【申請(qǐng)人】天津孚音生物科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月10日